¿Puede existir una barra recta al lado o dentro de un agujero negro?

Un agujero negro se define como una parte del espacio-tiempo donde la gravedad es tan fuerte que la curvatura del espacio-tiempo alcanza niveles extremos. Ni siquiera la luz puede escapar.

https://en.wikipedia.org/wiki/Agujero_negro

Ahora bien, como el espacio-tiempo se curva dentro del agujero negro, ¿la materia también se curva dentro del agujero negro?

¿Puede existir algo recto (3D) dentro del agujero negro? Me refiero excepto la dirección hacia la singularidad.

Si una barra recta (3D) (que no se encuentra en la dirección de la singularidad) entra en la zona gravitacional del agujero negro, ¿se doblará?

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La gravedad dobla el espacio-tiempo alrededor del agujero negro según GR, e incluso la trayectoria del fotón se dobla (en realidad es una línea recta en el espacio-tiempo 4D).

Pregunta:

  1. Ahora, ¿se doblará la varilla al lado del agujero negro debido a la curvatura del espacio-tiempo o permanecerá recta, y en qué dirección se doblará?
Depende de cómo definas "heterosexual". Normalmente, podemos definir "recta" como la trayectoria de un rayo de luz en el vacío. En las proximidades de un agujero negro, ¿utilizaríamos la misma definición?
@safesphere De acuerdo con el principio de equivalencia de Einstein, una caída libre local es inercial sin fuerzas de marea Esto es incorrecto. Solo no esperabas fuerzas de marea si el palo es infinitamente pequeño. Para cualquier longitud finita de palo, es imposible que todo el palo esté en caída libre al mismo tiempo, lo que genera fuerzas de marea.
@S.McGrew correcto, si usamos la definición con la ruta del fotón, ¿se doblará la barra de la misma manera?
@safesphere Creo que mi pregunta es 2. ¿Se doblará la barra como el camino del fotón?
"Normalmente" significa en condiciones ordinarias, en un espacio plano. "Recto" en un espacio curvo debe ser una generalización de "recto" en un espacio plano.

Respuestas (1)

Eso depende de la rigidez del palo, pero dado que todas las fuerzas de marea son finitas en el caso de un agujero negro que no gira, en teoría debería ser posible tener un palo recto alrededor (en principio, como alrededor de la Tierra, donde la luz es también ligeramente curvado, pero aún es posible compensar eso en un palo).

Una cosa que tendrás que elegir es la definición geométrica de una línea recta, si la defines con una regla de luz, una línea recta también puede ser un círculo cerrado (si va exactamente alrededor de la esfera de fotones), o puedes definirla como localmente doblado pero recto en algún sistema de coordenadas arbitrario, por ejemplo, el de un observador estacionario o en caída libre.

Esto también es posible dentro del agujero negro, aunque el palo tendría que estar en caída libre ya que un palo con una parte fuera del agujero negro y la otra parte ya dentro se rompería si la parte exterior del agujero negro se mantuviera estacionaria.

Más cerca de la singularidad, el diferencial de la velocidad de caída libre local entre las diversas partes del palo eventualmente excederá c (cuando exactamente eso sucede depende de la longitud del palo y la masa del agujero negro), entonces el palo tendrá que doblarse (o romperse, si es rígido).

Con un agujero negro en rotación es una historia diferente, ya que el diferencial de la velocidad de arrastre del marco de una parte del palo a otra puede exceder la velocidad de la luz incluso fuera del horizonte (pero dentro de la ergosfera), en cuyo caso incluso un palo máximo rígido tendría que romperse.

Todo mal, el concepto erróneo es tuyo porque pareces usar coordenadas de contador externo para el interior en lugar de Finkelstein o Gullstrand 🤡 Por supuesto que puede haber un marco de referencia válido para eso, por ejemplo, en el marco de un observador sentado en la parte inferior de el palo que cae es muy posible que la parte superior del palo todavía esté fuera del horizonte. En el marco de un contador externo, todas las partes del palo están siempre fuera del horizonte debido a la dilatación del tiempo gravitacional y al retraso del shapiro, pero no en el marco de un observador que ya cayó.
Ah, recuerdo que eres ese tipo que tiene su propia interpretación de la relatividad, que está en conflicto con el consenso general. Por supuesto que tienes derecho a tu propia teoría privada, pero el consenso general es que puedes cruzar el horizonte en un tiempo finito propio y no notar nada especial al cruzarlo. Si no me cree, consulte MTW, § 25.5: i.imgur.com/MhUdfy4.png
Pero si crees que me equivoqué y tú acertaste, no dudes en escribir una respuesta mejor, te prometo que no votaré negativamente, pero si realmente crees que ningún marco puede alcanzar el horizonte, me temo que otros lo harán.
@safesphere: ¿cuánto porcentaje de los usuarios de Stackexchange está de acuerdo con su interpretación? Sus enlaces son solo arxiv y wordpress y nunca antes había oído hablar de esos autores. Creo que MTW es la fuente más autoritaria que algunos artículos sin nombre arxiv y wordpress, pero si dudas de mis palabras, ¿por qué no escribes una respuesta propia en lugar de solo comentarios y buscas los puntos de reputación? Como dije, no lo rechazaré y si realmente tiene razón, otros votarán su respuesta.
@safesphere su lógica es profundamente defectuosa.
Arxiv es un sitio de "preprints" (que sirve para provocar reacciones a los artículos de física antes de que se modifiquen con frecuencia) que es mantenido por la Universidad de Cornell, una escuela estadounidense muy prestigiosa: los preprints están disponibles gratuitamente.